JP4673192B2 - 画像処理装置、画像処理装置の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像処理技術に関するものであり、特に、複数色の現像部を備え、各現像部にて形成された複数色の画像を順次転写する際の色ずれ補正に関するものである。

近年、電子写真方式のカラー画像形成装置において、画像形成の高速化のために、色材の数と同数の現像器及び感光体を備え、画像搬送ベルト上や記録媒体上に順次異なる色の画像を転写する方式のカラー画像形成装置が増えている。

この方式（タンデム方式）を使用することでスループットを大幅に短縮できるが、一方で偏向走査装置のレンズの不均一性や取り付け位置精度、偏向走査装置自体の画像形成装置本体への組み付け位置精度などに起因した問題も生じている。すなわち、走査線に傾きや曲がりが生じ、その程度が色毎に異なることで、各色の転写紙上での位置ずれによる色ずれという問題が発生し、この結果、高品位なカラー画像を得ることは困難なものとなっている。

色ずれへの対処方法として、例えば、特許文献１には、偏向走査装置の組立工程で光学センサを用いて走査線の曲がりの大きさを測定し、レンズを機械的に回転させて走査線の曲がりを調整した後、固定する方法が記載されている。

特許文献２には、偏向走査装置を画像形成装置本体へ組み付ける工程で光学センサを用いて走査線の傾きの大きさを測定し、偏向走査装置を機械的に傾かせて走査線の傾きを調整した上で装置本体へ組み付ける方法が記載されている。

ここで、光学系の光路を補正するためには、光源やf―θレンズを含む補正光学系、光路内のミラー等を機械的に動作させ、テストトナー像の位置を合わせ込む必要がある。そのため、特許文献１及び２に記載された方法では、高精度な可動部材が必要となり、高コスト化を招くことになる。

更に、光学系の光路補正は、完了までに時間がかかるため、頻繁に補正を行うことは不可能なものであるが、光路長のずれは機械の昇温などにより影響を受けて変化する。そのため、ある時点で補正をおこなっても機械の昇温の影響を除去することはできないため、光学系の光路を補正することで色ずれを防止するのは困難である。

一方、特許文献３には、光学センサを用いて走査線の傾きと曲がりの大きさを測定し、それらを相殺するようにビットマップ画像データを補正し、その補正した画像を形成する方法が記載されている。この方法は画像データを処理することで電気的に補正をするため、機械的な調整部材や組立時の調整工程が不要となる点において、特許文献１、２に記載されている方法より安価に色ずれへ対処することができる。

１画素未満の補正を実施することにより、１画素単位の補正により生じるオフセットさせた境界における不自然な段差を解消し、画像の平滑化を図ることができる。

更に前述の電気的な色ずれ補正の弊害である１画素未満の補正に伴う細密画像の濃度ムラへの対応策に関する技術もある。図１は細密画像の濃度ムラを説明する図であり、同図において入力画像１０１は一定の階調値を持つ細線である。入力画像１０１に対して色ずれ補正を行った画像１０２を実際に形成すると、入力画像１０１が一定の画像階調値を持つ画像であるにもかかわらず、色ずれ補正後の出力画像は不均一な濃度の細線画像となる。これは、一般的に電子写真方式の画像形成装置は、画像階調値と実際の画像濃度値の比例関係を保った上で孤立画素を形成することが不得意であることに起因している。こうした細線で構成される細密画像においては、この影響が濃度ムラとして顕著にあらわれる。細密画像の濃度ムラへの対応策の1つは、細密画像に対して1画素未満の補正を行わないことである。具体的には、画像を二値化し、二値化した画像を予め記憶している平滑化判定用パターンと比較し、このパターンに当てはまる場合には1画素未満の補正を行わず、当てはまらない場合には1画素未満の補正を行うというものである。
特開２００２-１１６３９４号公報 特開２００３-２４１１３１号公報 特開２００４-１７０７５５号公報

しかしながら、色ずれの対処方法の1つである電気的な色ずれ補正において、濃度ムラの弊害が出る細密画像は様々なものである。従って、従来例のように弊害が出る細密画像に関して、全て平滑化判定用パターンとして予め記憶しておくことは、記憶部の容量の観点において非現実的であるという問題がある。また1画素ごとに補正を行うか否か、パターンにより判定することは画像形成装置のスループットを低下させることにもなるという問題がある。

更に、細密画像は具体的には、ハーフトーン処理された後の中間濃度画像である場合が多い。特にハーフトーン処理に使用されるスクリーンの種類、スクリーンの角度及び色ずれ量などによって、濃度ムラの弊害の程度が異なることがある。

本発明は上記の問題を鑑みてなされたものであり、電気的な色ずれ補正を行う際、ハーフトーン処理時に利用されたスクリーン情報に応じて、1画素未満の補正を行う画像と行わない画像とを判定する。これにより、パターンマッチング等行うこと無しにより簡易に色ずれ補正時の濃度ムラを回避することを可能にする画像形成技術の提供を目的とする。

上記の目的を達成する本発明にかかる画像処理装置は、画像の色ずれ量に従う色ずれ補正量に基づき1画素単位の色ずれを補正する画像処理装置であって、
画像データをハーフトーン処理する際のスクリーン情報を前記画像データの属性情報に基づき選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された前記スクリーン情報と、前記色ずれ補正量とに基づいて、前記画像データにおける注目画素の階調値を他の画素の階調値に分配して1画素未満の色ずれ補正を行うか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段の判定結果に従い、前記1画素未満の色ずれを補正する階調値変換手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、ハーフトーン処理時に使用されるスクリーン情報に応じて、１画素未満の補正を行う画像と行わない画像とを判定することで、色ずれ補正時の濃度ムラを回避することが可能になる。

これにより、処理の対象となる画素ごとにパターンマッチング等を行うこと無しに、より簡易に色ずれ補正時の濃度ムラを回避することが可能になる。

あるいは、ハーフトーン処理時に使用されるスクリーン情報に応じて、１画素未満の補正の要否を判定することで、大幅なコストアップをすることなく、形成する画像の品質を向上させることが可能になる。

本発明にかかる実施の形態として以下に色材がＣＭＹＫであるカラーレーザプリンタに適用する場合を説明するが、本発明の趣旨はこれに限られるものでないことはいうもでもない。本発明の主旨を逸脱しない範囲で、任意のカラーデジタル電子写真複写機やカラーファクシミリ装置などトナーを用いた電子写真方式の画像形成装置に適用することは可能である。以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態を説明する。

（第１実施形態）
図２は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置において、静電潜像作成に関係する構成を説明するブロック図である。画像形成装置は画像処理部２０１と画像形成部２０２により構成される。画像処理部２０１でビットマップ画像データを生成しハーフトーン処理後、そのデータに基づき画像形成部２０２にて記録媒体上への画像形成が行なわれる。

（画像形成部の説明）
図３は、電子写真方式のカラー画像形成装置の一例である中間転写体２８を採用したタンデム方式のカラー画像形成装置の断面図である。図３を用いて、電子写真方式のカラー画像形成装置における画像形成部２０２の動作を説明する。画像形成部２０２は、画像処理部２０１より出力される露光時間に応じて露光光を駆動し静電潜像を形成し、この静電潜像を現像して単色トナー像を形成する。そして、この単色トナー像を重ね合わせて多色トナー像を形成し、この多色トナー像を記録媒体１１へ転写したのちにその記録媒体上の多色トナー像を定着させる。帯電ユニットは、イエロー(Ｙ)、マゼンダ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、ブラック(Ｋ)のステーション毎に感光体２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋ を帯電させるための４個の注入帯電器 ２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋを備える。各注入帯電器にはスリーブ２３ＹＳ、２３ＭＳ、２３ＣＳ、２３ＫＳが設けられている。

感光体 ２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋ は、アルミシリンダの外周に有機光導伝層を塗布して構成し、図示しない駆動モータの駆動力が伝達されて回転可能である。駆動モータは感光体２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋを画像形成動作に応じて反時計周り方向に回転させることが可能である。

露光ユニットは、感光体２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋへスキャナ部２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋより露光光を照射し、感光体の表面を選択的に露光することにより、静電潜像を形成するように構成されている。

現像ユニットは、静電潜像を可視化するために、ステーション毎にイエロー(Ｙ)、マゼンダ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、ブラック(Ｋ)の現像を行う４個の現像器２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋを備える構成である。そして、各現像器には、スリーブ２６ＹＳ、２６ＭＳ、２６ＣＳ、２６ＫＳが設けられている。尚、各々の現像器２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋは脱着が可能である。

転写ユニットは、感光体２２から中間転写体２８へ単色トナー像を転写するために、中間転写体２８を時計周り方向に回転させる。そして、感光体 ２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋとその対向に位置する一次転写ローラ２７Ｙ、２７Ｍ、２７Ｃ、２７Ｋの回転に伴って、単色トナー像を転写する。

一次転写ローラ２７に適当なバイアス電圧を印加すると共に感光体２２の回転速度と中間転写体２８の回転速度に差をつけることにより、効率良く単色トナー像を中間転写体２８上に転写する（これを一次転写という。）。

更に転写ユニットは、ステーション毎に単色トナー像を中間転写体２８上に重ね合わせ、重ね合わせた多色トナー像を中間転写体２８の回転に伴い、二次転写ローラ２９まで搬送する。更に記録媒体１１を給紙トレイ２１（ａ，ｂ）から二次転写ローラ２９へ狭持搬送し、記録媒体１１に中間転写体２８上の多色トナー像を転写する。この二次転写ローラ２９に適当なバイアス電圧を印加して、静電的にトナー像を転写する（これを二次転写という。）。二次転写ローラ２９は、記録媒体１１上に多色トナー像を転写している間、２９ａの位置で記録媒体１１に当接し、処理後は２９ｂの位置に離間する。

定着ユニットは、記録媒体１１に転写された多色トナー像を記録媒体１１に溶融定着させるために、記録媒体１１を加熱する定着ローラ３２と記録媒体１１を定着ローラ３２に圧接させるための加圧ローラ３３を備えている。定着ローラ３２と加圧ローラ３３は中空状に形成され、内部にそれぞれヒータ３４、３５が内蔵されている。定着装置３１は、多色トナー像を保持した記録媒体１１を定着ローラ３２とか圧ローラ３３により搬送するとともに、熱および圧力を加え、トナーを記録媒体１１に定着させる。

トナー定着後の記録媒体１１は、その後図示しない排出ローラによって図示しない排紙トレイに排出して画像形成動作を終了する。

クリーニングユニット３０は、中間転写体２８上に残ったトナーをクリーニングするものであり、中間転写体２８上に形成された４色の多色トナー像を記録媒体１１に転写した後に残った廃トナーは、クリーナ容器に蓄えられる。

色ずれ検知センサ４１は、中間転写体２８へ対向する位置に配置されている。中間転写体２８上に色ずれ検知用パッチを形成し、パッチの検知タイミングから各色の色ずれの量を判定することが可能である。

図４は色ずれ検知の一例を示す図である。中間転写体２８の上方において、走査方向に４個の色ずれ検知センサ４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄが設けられている。中間転写体２８が搬送方向に移動して、中間転写体２８上に形成されたＣＭＹＫ各色の色ずれ検知用パッチ４０２が各センサの下方を通過する。各検知用センサ４１は、下方を通過する各検知用パッチ４０２を検知することが可能な構成になっている。

図４に示すように、検知用センサ４１が走査方向の左、中央１、中央２、右の４箇所で色ずれを検知することにより、不図示のＣＰＵの制御の下、走査線の傾き及び湾曲の大きさを求めることができる。装置の構成によっては、左右２箇所のみに色ずれ検知センサ４１を備えるカラー画像形成装置も有り、その場合は傾きの大きさのみを求めることが可能である。

図５は主走査線における色ずれの補正を説明する図である。図中５０１は理想的な走査線を示し、感光体２２の回転方向に対して垂直に走査がおこなわれる。図中５０２は感光体２２の位置精度や径のずれ、および各色のスキャナ部２４における光学系の位置精度に起因する、傾きおよび湾曲が発生した実際の走査線である。

このような走査線の傾きおよび湾曲の大きさがＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋ の画像ステーション毎に異なるため、中間転写体２８上に全色のトナー像を転写した画像において色ずれが発生する。主走査方向(ｘ方向)はレーザスキャン方向に対応し、副走査方向（ｙ方向）は、記録媒体の搬送方向に対応する。

画像形成領域の走査開始位置となるポイントＡを基準点（Ｐａ）とする。理想的な走査線５０１と実際の走査線５０２との副走査方向（ｙ方向）のずれ量（ｍ１、ｍ２、ｍ３）を主走査方向に分割した複数のポイント(Ｂ、Ｃ、Ｄ)で測定し、対応する走査線５０２上の点をＰｂ、Ｐｃ、Ｐｄとする。

主走査方向（Ｘ方向）を領域１（ポイントＰａ−Ｐｂ間）、領域２（Ｐｂ−Ｐｃ間）、領域３（Ｐｃ−Ｐｄ間）に分割し、各ポイント間を結ぶ直線をＬａｂ、Ｌｂｃ、Ｌｃｄとする。領域１における副走査方向（ｙ方向）のずれ量の増分はｍ１、領域２におけるずれ量の増分はｍ２−ｍ１、そして、領域３におけるずれ量の増分はｍ３−ｍ２となる。そして、各領域の領域長がそれぞれＬ１、Ｌ２、Ｌ３である場合、各領域の増分と領域長とにより、直線Ｌａｂ、Ｌｂｃ、Ｌｃｄの傾きを求めることができる。

ずれ量の増分が正の値である場合、対応する領域における走査線は右上がりの傾き（＋）を示し、ずれ量の増分が負の値である場合、対応する領域における走査線は右下がりの傾き（‐）を示す。

（画像処理部２０１の説明）
次に、図２のカラー画像形成装置における画像処理部２０１の処理について説明する。

図２において、画像生成部２０４は、不図示のコンピュータ装置等から受信する印刷データより、印刷処理が可能なビットマップ画像データを生成する。ここで印刷データは、ＰＤＬ(Page Description Language)と呼ばれるページ画像データを作成するためのプリンタ記述言語が一般的であり、通常、文字やグラフィックス、イメージ等のデータの描画命令が含まれている。このような印刷データを解析しラスタライズ処理することでビットマップ画像データ生成する。

画像生成部２０４で生成されるビットマップ画像データがＲＧＢ色空間画像データであり、画像形成部２０２への入力がＹＭＣＫの４色の色剤に対応する画像データである場合、色変換部２０５は色変換処理を実行する。すなわち、色変換部２０５は、ＲＧＢ色空間画像データをルックアップテーブル等の参照によりＣＭＹＫ色空間画像データに変換する変換処理を実行する。

ハーフトーン処理部２０６は、スクリーン情報２０７より取得した所定のスクリーンパターンを用いて入力される画素データの階調数を削減する処理を実行する。通常、画像形成部２０２には２、４、１６階調など、低階調データのみ入力可能であることが多い。従って、少ない階調数しか再現できない画像形成部２０２においても安定した中間調表現を可能とするようにハーフトーン処理部２０６による階調数の削減処理を行う。ハーフトーン処理部２０６は、画素単位の階調表現から面積単位での階調表現に変換する擬似中間調処理を行い、ビットマップメモリ２０８に色毎に処理後のビットマップ画像データを蓄積する。ビットマップメモリ２０８は、印刷処理を行うラスタイメージデータを一旦格納するものであり、1ページ分のイメージデータを格納するページメモリ、または、複数ライン分のデータを記憶するバンドメモリにより構成することが可能である。

画像生成部２０４においてビットマップ画像データが生成される際に、同時に各画素がどのような画像特性に属するのかを示す属性情報が生成される。ここで属性情報とは、それぞれの画像特性に応じたデータの種類を特定するための情報をいう。

例えば、文字データ若しくはその画像特性を持ったデータからなるテキスト属性、ビットマップデータ若しくはその画像特性を持ったデータからなるイメージ属性が挙げられる。また、ドローデータもしくはその画像特性を持ったデータからなるグラフィック属性といった属性情報が挙げられる。ビットマップ画像の各画素に対し属性情報を付加することで、それぞれの属性の画像特性に適した画像処理が実行可能となる。

イメージ属性とテキスト属性に対し、ＲＧＢ色空間画像データからＣＭＹＫ色空間画像データへの色変換処理を行う際、色変換部２０５は利用するルックアップテーブルを切り替えが可能である。

また、ハーフトーン処理部２０６は、属性ごとに異なったスクリーン情報２０７を用いてハーフトーン処理を施すことが可能である。この場合、ハーフトーン処理部２０６は、イメージ属性である自然画像に対しては階調性を優先する低線数スクリーンを適用することができる。また、ハーフトーン処理部２０６は、テキスト属性である文字、グラフィック属性であるラインには解像度を優先する高線数スクリーンを適用することができる。

色ずれ補正部２０９は、スクリーン情報２０７及び色ずれ補正量演算部２１３の演算結果に基づいて、走査線の傾き及び湾曲による色ずれを補正する。色ずれ補正部２０９における処理の詳細は後述する。

その後、色ずれを補正したビットマップ画像は、パルス幅変調(ＰＷＭ: Pulse Width Modulation)部２１０において、画像形成部２０２におけるスキャナ部２４へ入力可能な露光時間へ変換される。

（色ずれの補正方法）
次に本実施形態における色ずれの補正方法の詳細を説明する。

図２において、２１１は画像形成部２０２に搭載された色ずれ量記憶部であり、色毎に上述した領域（図５の領域１、領域２、領域３）ごとの色ずれプロファイル情報２１２Ｃ、２１２Ｍ、２１２Ｙ、２１２Ｋを格納する。

複数のポイント（Ｂ、Ｃ、Ｄ）で測定した実際の主走査線５０２と、理想的な主走査線５０１との副走査方向のずれ量が色ずれプロファイル情報となる。図６は、色ずれ量記憶部２１１に記憶されるプロファイル情報の一例を示す図である。尚、プロファイルの形式はこれに限ることはなく、走査線の傾きおよび湾曲の特性が分かるものであれば良い。

色ずれ量記憶部２１１に記憶される色ずれプロファイル情報２１２の取得方法は、いくつかの方法が考えられる。例えば、前述した色ずれ検知センサ４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄを用いて、中間転写体２８上に形成した色ずれ用検知パッチ４０２の検出結果から、傾きを求めることが可能である。また、画像形成装置の製造工程において、上記ずれ量を測定し取得する方法もある。あるいは予め用意された色ずれ測定用チャートを画像形成装置で出力し、イメージスキャナなどで出力画像を電子情報化し、その電子化された情報からプロファイル情報を取得する方法等でもプロファイル情報の取得は可能である。

図２の色ずれ補正量演算部２１３は、色ずれ量記憶部２１１に記憶された色ずれプロファイル情報２１２及びエンジンプロファイル情報２１４に基づき、色ずれを相殺する補正量を算出して、色ずれ補正部２０９へ出力する。

色ずれ補正部２０９による演算の具体的な内容を以下に示す。

主走査方向の座標データをｘ(dot)、副走査方向の色ずれ補正量をΔｙ(dot)とした場合、図５における各領域１、２、３における色ずれ補正量Δｙは以下の演算式により求めることができる(画像形成解像度をｒ(dpi)とする)。ここで、式中「＊」は乗算を示すものとする。

領域1: Δｙ1 =ｘ*(m1/L1) ・・・（１）
領域2: Δｙ2 = m1/r+(x-(L1/r))*((m2-m1)/(L2-L1)) ・・・（２）
領域3: Δｙ3 = m2/r+(x-(L2/r))*((m3-m2)/(L3-L2)) ・・・（３）
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は領域１、領域２、領域３の領域長さ（単位ｍｍ）を示し、ｍ１、ｍ２、ｍ３は各領域１、領域２、領域３の右端の点（Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ）における理想的な走査線５０１と、実際の走査線５０２とのずれ量である。

ここで、エンジンプロファイル情報２１４は、用紙サイズに対応した基準点からのオフセット量情報、各色のビームの走査方向情報、記録媒体搬送速度により構成される。

例えば、走査方向が異なる場合には、走査方向に応じて補正量に符号をつける必要がある。例えば、エンジンプロファイル情報２１４において、走査方向がＦｏｒｗａｒｄ時の符号は負、Ｒｅｖｅｒｓｅ時の符号は正として、色ずれ補正量演算部２１３は補正量を算出する。

また、記録媒体搬送速度（印刷速度）が異なる場合、色ずれ補正量演算部２１３は、印刷速度に応じて補正量を制御することが可能である。例えば、画像形成スピードが通常の１／２倍速の場合、走査スピードは変えず、走査動作２回のうち１回分の走査で画像出力を行い、残り１回分では画像出力を行わないように、補正量を１倍速の時の１／２にすることが可能である。

色ずれ補正量演算部２１３が算出した各画素の補正量に基づき、色ずれ補正部２０９は、ビットマップデータの補正を行う。

（色ずれ補正部２０９の構成）
図７は本実施形態にかかる色ずれ補正部２０９の構成を示すブロック図である。色ずれ補正は色毎（ＣＭＹＫ）にそれぞれの色ずれ補正部２０９Ｃ、２０９Ｍ、２０９Ｙ、２０９Ｋで処理される。尚、説明の重複を避けるため、シアン（Ｃ）に関する色ずれ補正部（Ｃ）２０９Ｃを例として色ずれ補正部の内容を説明するが、他の色ずれ補正部２０９Ｍ、２０９Ｙ、２０９Ｋについても同様の構成及び処理を実行するものとする。

色ずれ補正部（Ｃ）２０９Ｃは、座標変換部７０１、ラインバッファ７０２、平滑化判定部７０３、階調値変換部７０４により構成される。ラインバッファ７０２は、ビットマップメモリ２０８から色ずれ補正処理前の情報を格納するライン単位のメモリであり、補正量分の情報をライン単位で格納することが可能である。

座標変換部７０１は、主走査方向および副走査方向の座標位置データと、色ずれ補正量演算部２１３より得られる補正量Δyに基づき、出力画像データの再構成を行う。具体的には、座標変換部７０１は、補正量Δyの整数部分の補正処理、つまり１画素単位での色ずれ補正を行い、出力画像データの再構成を行う。

（座標変換部７０１における補正処理）
ここで、座標変換部７０１における補正処理の内容を図８の参照により説明する。座標変換部７０１は、図８（ａ）に示す直線近似された走査線の色ずれ量から求められる色ずれ補正量Δｙの整数部分の値に応じてビットマップメモリ２０８に格納された画像データの副走査方向の座標をオフセットする。

例えば図８（ｂ）に示すように、副走査方向の座標位置がnライン目のデータを再構成する場合、主走査方向の部分領域［１］では色ずれ補正量Δｙは０以上１画素未満である。座標変換部７０１はビットマップメモリ２０８からnライン目のデータを読み出す。

次に、主走査方向の部分領域［２］では色ずれ補正量Δyが１画素以上２画素未満であり、１ライン分オフセットした位置のビットマップ画像、つまりビットマップメモリ２０８からｎ＋１ライン目のデータを読み出すように座標変換処理を行う。同様に部分領域［３］ではｎ＋２ライン目、部分領域［４］ではｎ＋３ライン目のデータを読み出すように座標変換処理を行う。

図８（ｃ）は、座標変換部７０１により画素単位での色ずれ補正をおこなった画像データを像担持体に露光した露光イメージを例示する図である。各部分領域［１］〜［５］における露光イメージは、各部分領域において発生した色ずれ補正量に対応して露光位置がオフセットされている。

（階調値変換部７０４における１画素未満の補正処理）
次に、図９の参照により、階調値変換部７０４における１画素未満の補正処理、すなわち、色ずれ補正量Δyの小数点以下のずれ量の補正処理を説明する。小数点以下のずれ量の補正は、注目画素に対して副走査方向に位置する前後の画素の階調値を調整することにより行う。

図９（ａ）は、右上がりの傾きを有する走査線を例示する図である。図９（ｂ）は階調値変換前の水平な直線のビットマップイメージを示す図であり、図９（ｃ）は図９（ａ）の走査線の傾きによる色ずれを相殺するための補正イメージで、図９(ｂ)のビットマップイメージに対応する補正イメージを示す図である。

図９(ｃ)の補正イメージを実現するために、階調値変換部７０４は、注目画素に対して、副走査方向に位置する前後の画素の階調値調整を行う。図９（ｄ）は色ずれ補正量Δyと階調値変換をおこなうための補正係数の関係を例示した階調値変換テーブルである。パラメータkは色ずれ補正量Δyの整数部分(小数点以下を切り捨て)を示し、１画素単位での副走査方向の補正量を表す。パラメータβとパラメータα（（４）、（５）式）は、１画素未満の副走査方向の補正を行うための補正係数で、色ずれ補正量Δyの小数点以下の情報により、副走査方向における前後の画素の階調値の分配率を示すパラメータである。

β＝Δy―k ・・・（４）
α＝１−β ・・・（５）
αは注目画素に対する先行画素の分配率
βは注目画素に対する後行画素の分配率
図９(ｅ)は、図９（ｄ）の階調値変換テーブルの係数に従って、副走査方向に位置する前後の画素の階調値比率を調整するための階調値変換を行ったビットマップ画像を例示する図である。図９（ｆ）は、階調値変換されたビットマップ画像の像担持体での露光イメージであり、この露光イメージに基づいて形成される直線画像は、主走査ラインの傾きが相殺され、水平な直線画像が形成されることになる。

一方、細密画像等のパターンの画像に対しては１画素未満の補正を行わない方が画像品質の観点において良い。その場合、階調値変換部７０４における補正処理は、図１０（ａ）に示すように、階調値変換テーブルに関して副走査方向における前後の画素の階調値の分配率を一律にパラメータβ＝０、α＝１とすればよい。このパラメータの設定により、１画素未満の色ずれ補正は、色ずれ補正量演算部２１３の演算結果によらず無効化される。図１０（ｂ）は、色ずれ補正量Δyの整数部分のデータに基づいて、１画素単位で副走査方向に座標変換を行ったビットマップ画像を示す図であり、図１０（ｃ）は、ビットマップ画像の像担持体での露光イメージである。この露光イメージに基づいて形成される画像は、主走査ラインの傾きが相殺され、水平な直線画像が形成されることになる。

ここで、１画素未満の色ずれ補正を行う画像と、行わない画像との判定は、平滑化判定部７０３が行う。平滑化判定部７０３における判定方法は後述する。平滑化判定部７０３の判定結果に基づき、図示しない階調値変換テーブル選択部は使用する階調値変換テーブルを選択する。階調値変換部７０４は、選択された階調値変換テーブルに基づいて、補正処理を行う。

（平滑化判定部７０４における判定）
次に、平滑化判定部７０４における判定方法を具体的に説明する。電子写真方式の画像形成装置におけるハーフトーン処理の際、用いられるスクリーンの種類は、大別すると線成長するラインスクリーンと点成長するドットスクリーンの２種類に分けることができる。

図１１はスクリーンを適用したビットマップ画像を例示する図である。図１１（ａ）は、ラインスクリーンを適用した画像であり、図１１（ｂ）はドットスクリーンを適用したものである。

次に、これらスクリーンを適用した画像（図１１（ａ），（ｂ））に対する色ずれ補正を図１２、図１３の参照により説明する。

図１２はラインスクリーンを適用した画像に対する１画素未満の補正を説明する図であり、図１３はドットスクリーンを適用した画像に対する１画素未満の色ずれ補正を説明する図である。

図１２（ａ）はラインスクリーンを適用した後のビットマップ画像であり、この状態でハーフトーン処理された画像はビットマップメモリ２０８に格納されている。図１２（ｂ）は座標変換部７０１により、座標変換された後のビットマップ画像であり、図１２（ｃ）は図１２（ｂ）に関して階調値補正部７０４により、１画素未満の補正処理を適用したビットマップ画像を示す図である。図１２（ｄ）は図１２(c)に関する像担持体での露光イメージを示す図である。

また、図１２（ｅ）はハーフトーン処理された後、色ずれ補正処理をした露光イメージを示す図であるが、1画素未満の補正処理のため、濃度ムラが発生し、その結果、モアレが発生することがわかる。

一方、図１３（ａ）はドットスクリーンを適用した後のビットマップ画像である。図１３（ｂ）は座標変換部７０１により、座標変換された後のビットマップ画像であり、図１３(c)は図１３(b)に関して階調値補正部７０４により、1画素未満の補正処理を適用したビットマップ画像を示す図である。図１３（ｄ）は図１３(c)に関する像担持体での露光イメージを示す図である。

図１３（ｅ）はハーフトーン処理された後、色ずれ補正処理をした露光イメージを示す図であるが、ラインスクリーンを適用した補正（図１２（ｅ））と異なり、１画素未満の補正処理による弊害がほとんど生じていないことが分かる。

従って、中間濃度画像に関して、画像品質の観点から平滑化処理を行うか否かの判定には、適用されたスクリーンの種類より判定が可能であることがわかる。尚、画像に適用されるスクリーンの種類は、その画像領域の属性情報に依存することが多い。すなわち属性情報を用いて、イメージ属性である画像に対しては階調性を優先する低線数ラインスクリーンを適用し、テキスト属性である文字には解像度を優先する高線数ドットスクリーンを適用することが好ましいものとなる。

本実施形態では、画像生成部２０４でビットマップ画像と同時に生成された属性情報を基に、ハーフトーン処理部２０７は、ハーフトーン処理時に適用するスクリーンを切り分ける（選択する）。

色ずれ補正部２０９はその領域におけるハーフトーン処理時に適用されたスクリーン情報２０７を取得する。そして、このスクリーン情報を基に平滑化判定部７０４は、１画素未満の補正処理、すなわち平滑化処理を行うか否かを判定する。具体的にはラインスクリーンが適用された画像領域には平滑化処理を行わないと判定する。

一方、ドットスクリーンが適用された画像領域に対して、平滑化判定部７０４は、１画素未満の補正処理（平滑化補正処理）を行うと判定する。

尚、画像領域の濃度がある程度高い場合には、ハーフトーン処理後の画像データに平滑化処理を適用しても濃度ムラの影響がほとんどないため、一律に補正処理を行うものとする。

図１４は、画像の属性情報とその際に適用されるスクリーンとの関係を示すスクリーン情報２０７の内容を例示する図である。図１４において、画像は３種類の画像属性（１４０１〜１４０３）を含んでいるものとする。各画像属性には、ＣＭＹＫの色毎に、スクリーン線数（１４０４Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）、スクリーン角度（１４０５Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）、スクリーンの種類（１４０６Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）が設定されている。

例えば、画像属性１のシアン（Ｃ）には、スクリーンの種類（１４０６Ｃ）としてラインスクリーンが設定されており、スクリーン線数は１９０ｌｐｉ（ｌｉｎｅ ｐｅｒ ｉｎｃｈ）、スクリーン角度は１０８°である。

上述の説明において、１画素未満の色ずれ補正を実行するか否かの判定は、スクリーンの種類（ラインスクリーン、またはドットスクリーン）に基づくものである。しかしながら、本発明の趣旨はこれに限定されるものでなく、スクリーン線数やスクリーン角度に関する情報を用いることも可能である。

図１５は、不図示のＣＰＵ、ハーフトーン処理部２０７、色ずれ補正部２０９の制御の基に実行される平滑化判定処理の流れを説明するフローチャートである。まず、ステップＳ１５０１において、平滑化処理を行うか判定する画素の濃度値がある予め決められた閾値（ｔｈ）より大きい場合（Ｓ１５０１−Ｙｅｓ）、その後の判定処理を行わず平滑化処理を行うと判定をする。

一方、濃度が閾値（ｔｈ）以下の場合（Ｓ１５０１−Ｎｏ）、処理をステップＳ１５０２に進め、ハーフトーン処理部２０７はその画素についての属性情報を選択し、取得する。

そして、ステップＳ１５０３において、色ずれ補正部２０９は属性情報を基に選択されたスクリーン情報を取得する。ここで取得されたスクリーン情報がドットスクリーンの場合（Ｓ１５０４−Ｙｅｓ）、ドットスクリーンが適用された画像領域（画素）に対して、平滑化判定部７０４は、1画素未満の補正処理を行うと判定する（Ｓ１５０５）。

一方、ステップＳ１５０４の判定で、平滑化判定部７０４は、スクリーン情報がラインスクリーンの場合（Ｓ１５０４−Ｎｏ）、ラインスクリーンの適用された画像領域（画素）には平滑化処理を行わないと判定し、処理を終了する
本実施形態に拠れば、ハーフトーン処理時に使用するスクリーンの種類に応じて、１画素未満の補正を行う画像と行わない画像とを判定することで、色ずれ補正時の濃度ムラを回避することが可能になる。

これにより、処理の対象となる画素ごとにパターンマッチング等を行うこと無しに、より簡易に色ずれ補正時の濃度ムラを回避することが可能になる。

あるいは、ハーフトーン処理時に使用するスクリーンの種類に応じて、１画素未満の補正を行う画像と行わない画像とを判定することで、大幅なコストアップをすることなく、形成する画像の品質を向上させることが可能になる。

（第２実施形態）
第１実施形態では、スクリーンの種類によって１画素未満の補正処理を実行するか否かを判定したが、１画素未満の補正処理による濃度ムラの影響は、スクリーンの角度、及び色ずれ量によっても異なるものとなる。第１実施形態における１画素未満の色ずれ補正は、副走査方向に位置する前後の画素へ階調値の分配をすることで行われるため、補正後のスクリーンの角度が水平に近いほど平滑化処理による影響が大きくなる。一方、補正後のスクリーンの角度が垂直に近ければ平滑化処理の影響をほとんど受けないことになる。そこで、本実施形態では、ハーフトーン処理に際に使用されるスクリーンの角度、及び色ずれ補正時の補正量を基に平滑化判定を行う方法を説明する。

走査線の傾き及び湾曲による色ずれ量は、色ずれ量記憶部２１１に格納されている色ずれプロファイル情報２１２Ｃ、２１２Ｍ、２１２Ｙ、２１２Ｋ（図６を参照）より取得することが可能である。補正後のビットマップ画像は、傾き量に基づき近似される各色の色ずれ量を相殺するように補正される。

ここで、もとのハーフトーン処理で使用されたスクリーン角度をＡ°として、図６に示すイエロー（Ｙ）の領域１に関して色ずれ補正がなされた場合、補正後のビットマップ画像のスクリーン角度Ｂ°は、（６）、（７）式により与えられる。

Ｂ°＝Ａ°−Δr° ・・・（６）
Δｒ°＝ｔａｎ-1(ｍ１/Ｌ１)・・・（７）
ここで、平滑化判定部７０３は、（６）式の演算においてスクリーン角度Ａ°を図１４で示したスクリーン情報２０７（スクリーン角度１４０５Ｙ）の参照により取得することが可能である。平滑化判定部７０３は、（６）式により算出されるＢ°を基に１画素未満の補正処理を行うか否か判定する。

図１６は、補正後のスクリーン角度Ｂ°に対して平滑化処理を行うか否かの判定結果を示す図である。補正後のスクリーン角度Ｂ°が水平に近い、０°≦Ｂ°＜４５°及び１３５°≦Ｂ°＜１８０°の場合、平滑化判定部７０３は１画素未満の補正処理を行わない（図中「×」印）と判定する（１６０１、１６０３）。一方、平滑化判定部７０３は、補正後のスクリーン角度Ｂ°が垂直に近い、４５°≦Ｂ°＜１３５°では1画素未満の補正処理を行う（図中「○」印）と判定する（１６０２）。

本実施形態に拠れば、ハーフトーン処理時におけるスクリーン角度及び色ずれ量の情報を基に１画素未満の補正を行う画像と補正を行わない画像とを判定することで、色ずれ補正時の濃度ムラの回避が可能になる。

これにより、処理の対象となる画素ごとにパターンマッチング等を行うこと無しに、より簡易に色ずれ補正時の濃度ムラを回避することが可能になる。

あるいは、スクリーン角度及び色ずれ量の情報を基に、１画素未満の補正を行う画像と行わない画像とを判定することで、大幅なコストアップを図ることなく、形成する画像の品質を向上させることが可能になる。

（第３実施形態）
前述のように、電子写真方式の画像形成装置は画像階調値と実際の画像濃度値との比例関係を保った上で孤立画素を形成することが不得意であり、これに起因して１画素未満の補正処理の影響が特に細線領域で濃度ムラとして現れていた。これは副走査方向の前後の画素へ階調値を分配することにより、最大の露光光で露光されるドットを複数のハーフドットで再構成する結果、ハーフドットの安定性がフルドットより悪いために現れる現象である。一方、補正前のドットが初めからハーフドットの場合、副走査方向の前後の画素へ階調値の分配することで、より画像形成におけるドット間の安定度が低下することになる。

本実施形態では、ハーフトーン処理の際に使用されるスクリーンの出力階調により、1画素未満の補正処理を行うか否かを判定する処理を説明する。

ハーフトーン処理を行う際、使用するスクリーンの種類により、ハーフトーン処理後のビットマップ画像の階調数は異なるものとなる。平滑化判定部７０３は、ハーフトーン後の階調数をハーフトーン処理に使用するスクリーンの種類（ラインスクリーンまたはドットスクリーン）により判定することが可能である。すなわち、平滑化判定部７０３は、スクリーン情報２０７を取得し、スクリーン出力の階調数が多階調（４階調や１６階調等）である場合には、1画素未満の補正処理、すなわち平滑化処理を行わないものと判定する。一方、スクリーン出力の階調数が２階調である場合、平滑化判定部７０３は平滑化処理を行うものと判定する。

ハーフトーン後のビットマップ画像が多階調である場合、1画素単位の補正により生じるオフセットさせた境界における不自然な段差は、２階調のものに比べて顕著ではなく、平滑化処理を行う必要はないものとなる。これにより、ハーフドットに関して、階調値を分配することによる濃度ムラを回避することが可能になる。

本実施形態に拠れば、ハーフトーン処理時に使用されるスクリーンの出力階調をもとに１画素未満の補正を行う画像と補正を行わない画像とを判定することで、色ずれ補正時の濃度ムラを回避することが可能になる。

これにより、処理の対象となる画素ごとにパターンマッチング等を行うこと無しに、より簡易に色ずれ補正時の濃度ムラを回避することが可能になる。

あるいは、スクリーンの出力階調をもとに１画素未満の補正を行う画像と補正を行わない画像とを判定することで、大幅なコストアップを図ることなく、形成する画像の品質を向上させることが可能になる。

（他の実施形態）
なお、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給することによっても、達成されることは言うまでもない。また、システムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。

この場合、記憶媒体から読出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク，ハードディスク，光ディスク，光磁気ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，不揮発性のメモリカード，ＲＯＭなどを用いることができる。

また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現される。また、プログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

電気的な色ずれ補正の1画素未満の補正に伴う細密画像の濃度ムラを説明する図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置において、静電潜像作成に関係する構成を説明するブロック図である。 電子写真方式のカラー画像形成装置の一例である中間転写体を採用したタンデム方式のカラー画像形成装置の断面を示す図である。 色ずれ検知の一例を示す図である。 主走査線における色ずれの補正を説明する図である。 色ずれ量記憶部２１1に記憶されるプロファイル情報の一例を示す図である。 色ずれ補正部の構成を示すブロック図である。 座標変換部における補正処理の内容を説明する図である。 階調値変換部における１画素未満の補正処理を説明する図である。 １画素未満の補正を行わない場合の階調値変換テーブルを示す図である。 スクリーンを適用したビットマップ画像を例示する図である。 ラインスクリーンを適用した画像に対する色ずれ補正を説明する図である。 ドットスクリーンを適用した画像に対する色すれ補正を説明する図である。 画像の属性情報とその際に適用されるスクリーンとの関係を示すスクリーン情報の内容を例示する図である。 平滑化判定処理の流れを説明するフローチャートである。 補正後のスクリーン角度に対して平滑化処理を行うか否かの判定結果を示す図である。

Claims (5)

1. 画像の色ずれ量に従う色ずれ補正量に基づき1画素単位の色ずれを補正する画像処理装置であって、
   画像データをハーフトーン処理する際のスクリーン情報を前記画像データの属性情報に基づき選択する選択手段と、
   前記選択手段により選択された前記スクリーン情報と、前記色ずれ補正量とに基づいて、前記画像データにおける注目画素の階調値を他の画素の階調値に分配して1画素未満の色ずれ補正を行うか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段の判定結果に従い、前記1画素未満の色ずれを補正する階調値変換手段と、
   を備えることを特徴とする画像処理装置。
2. 前記判定手段は、前記スクリーン情報が線成長するラインスクリーンである場合、前記1画素未満の色ずれ補正を行わないと判定し、前記スクリーン情報が点成長するドットスクリーンである場合、前記1画素未満の色ずれ補正を行うと判定することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記判定手段は、前記スクリーン情報により求められる出力すべき画像の出力階調数が第1の階調の場合、前記1画素未満の色ずれ補正を行うと判定し、前記スクリーン情報により求められる出力すべき画像の出力階調数が前記第1の階調数より高い第2の階調の場合、前記1画素未満の色ずれ補正を行わないと判定することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
4. 画像の色ずれ量に従う色ずれ補正量に基づき1画素単位の色ずれを補正する画像処理装置の制御方法であって、
   画像データをハーフトーン処理する際のスクリーン情報を前記画像データの属性情報に基づき選択する選択工程と、
   前記選択工程において選択された前記スクリーン情報と、前記色ずれ補正量とに基づいて、前記画像データにおける注目画素の階調値を他の画素の階調値に分配して1画素未満の色ずれ補正を行うか否かを判定する判定工程と、
   前記判定工程の判定結果に従い、前記1画素未満の色ずれを補正する階調値変換工程と、
   を有することを特徴とする画像処理装置の制御方法。
5. 請求項４に記載の画像処理装置の制御方法をコンピュータに実行させるプログラム。

Images